Beregning av oppvarming av plante med varmekabel

[Sindre Rudshaug]

Jeg ønsker å ha en buksbom hekkeplante i en kasse med ca 90 liter jord. Kassa består av isopor 4 cm med en trekasse rundt. På vinteren vil kassa ha lokk oppå, rundt stammen/stilken. Dimensjonene på kassa er H4xB4xL5,6 dm.

Jeg skal legge nedi en varmekabel på 26 watt(2 meter) for å løfte varmen i kassa på de kaldeste dagene, da planten ikke er av de aller mest hardføre(H6), men antatt H4 som kan dø av frost.

Kan man beregne ca hvor mange varmegrader kabelen vil løfte og holde temperturen på den mer eller mindre fuktige jordmassen og planten på feks en dag da det er 15 minus ute i en uke?

Jeg kan sette på en timer dersom 26 watt blir for mye.

 

[NoBo]

Sindre Rudshaug skrev (15 minutter siden):

Jeg skal legge nedi en varmekabel på 26 watt(2 meter) for å løfte varmen i kassa på de kaldeste dagene

…

Jeg kan sette på en timer dersom 26 watt blir for mye.

…

På vinteren vil kassa ha lokk oppå

Skal ikke prøve meg på formler for å regne ut (blir en del variabler og ukjente, eks. som beskrevet av ChatGPT her) men prøver meg på noen generelle betraktninger 😊

Er varmekabelen du har tenkt å bruke selvregulerende (-begrensende)? Hvor tenker du å plassere kabelen? Bunn, langs sidene, i jorden (flere typer kabler tåler ikke å bli gravd ned/være i direkte kontakt med jord)?

Ser at Plantasjen skriver

Sitat

Om vinteren skal pottedyrkede buksbomer stå frostfritt og lyst

- det tyder på at buksbom ikke har godt av å være tildekket av lystett materiale (over tid). Er lokket du tenker å bruke gjennomsiktig?

Siden området der den skal stå har et tøffere klima enn hva buksbom trives i så er det kanskje bedre å sette den inn (garasje)?

[Hårek]

Effektbehov vil variere med temperatur i omgivelser, da er det naturlig å bruke en termostat. Søk på 'termostat frostsikring'
Clas Ohlson - har ikke ekstern sensor.
Fruugo, Wish - har ekstern sensor. Kvalitet?

[Sindre Rudshaug]

NoBo skrev (48 minutter siden):

Skal ikke prøve meg på formler for å regne ut (blir en del variabler og ukjente, eks. som beskrevet av ChatGPT her) men prøver meg på noen generelle betraktninger 😊

Er varmekabelen du har tenkt å bruke selvregulerende (-begrensende)? Hvor tenker du å plassere kabelen? Bunn, langs sidene, i jorden (flere typer kabler tåler ikke å bli gravd ned/være i direkte kontakt med jord)?

Ser at Plantasjen skriver

- det tyder på at buksbom ikke har godt av å være tildekket av lystett materiale (over tid). Er lokket du tenker å bruke gjennomsiktig?

Siden området der den skal stå har et tøffere klima enn hva buksbom trives i så er det kanskje bedre å sette den inn (garasje)?

Den skal i stor kasse, så den må stå ute. Den kan dø, men jeg tenker å hjelpe den med å varme den opp på riktig kalde dager. Kabelen jeg kjøper tåler jord/vann. Kabelen står på 24/7. Hva betyr selvbegrensende/selvregulerende? Skal legge kabelen i bunnen av isoporkassa, oppå lecasteinene, inni jorda, for direkte kontakt og levering av varme.

Lokket vil bare omslutte stammen, under selve hekken, slik at stammen kommer opp gjennom et hull i lokket. Dette for å holde på varmen også på toppen.

Jeg glemte helt å sjekke med Chat:-)

Den beregnet varmetapet til 12,7 watt, så nesten 12 watt blir igjen. Det er jo bra:-) Kan kanskje bli for varmt etterhvert. Dette var på 10 graders forskjell, så på 20 grader antar jeg mer slipper ut og da går det mot null, så kanskje jeg kan holde den frostfri:-)

"

Beregningsprosessen for varmetap gjennom en isoporkasse kan være ganske kompleks og avhenger av flere faktorer, som isolasjonsmaterialet, temperaturforskjellen mellom innsiden og utsiden av kassen, og overflateområdet til kassen.

En vanlig metode for å beregne varmetap gjennom isolerte vegger er å bruke varmeledningsevnen (thermal conductivity) av isolasjonsmaterialet. For isopor (ekstrudert polystyrenskum), som er en vanlig type isolasjon i isoporkasser, kan varmeledningsevnen variere, men en typisk verdi er rundt 0,03 W/(m*K).

Her er en enkel beregning som antar ideelle forhold og ignorerer varmetap gjennom lokket, håndtak eller eventuelle lekkasjer:

1. Først må vi konvertere 4 cm til meter: 4 cm = 0,04 m.
2. Beregn overflateområdet til isoporkassen (uten lokket). Isoporkassen har formen av en rektangulær kube, så overflateområdet kan beregnes som: Overflateområde = 2 * (lengde * bredde + lengde * høyde + bredde * høyde) Anta at isoporkassen har en standard form, for eksempel 50 cm x 50 cm x 40 cm (lengde x bredde x høyde). Overflateområde = 2 * (0,5 m * 0,5 m + 0,5 m * 0,4 m + 0,5 m * 0,4 m) = 2 * (0,25 m^2 + 0,2 m^2 + 0,2 m^2) = 2 * 0,65 m^2 = 1,3 m^2
3. Beregn varmetapet gjennom isoporkassen ved hjelp av varmeledningsevnen: Varmetap = (varmeledningsevne * overflateområde * temperaturforskjell) / tykkelsen av veggen Anta at temperaturforskjellen mellom innsiden og utsiden av kassen er 10°C (dette vil avhenge av hva som er inni kassen og hva temperaturen utenfor er). Varmetap = (0,03 W/(m*K) * 1,3 m^2 * 10°C) / 0,04 m = (0,039 W * 1,3 m^2 * 10°C) / 0,04 m = (0,0507 W * 10°C) / 0,04 m = 0,507 W / 0,04 m = 12,675 W

Så, under ideelle forhold og med de gitte antagelsene, vil omtrent 12,675 watt varme slippe ut gjennom veggene på isoporkassen når det er en temperaturforskjell på 10°C mellom innsiden og utsiden av kassen. Vær oppmerksom på at dette er en forenklet beregning, og det virkelige varmetapet kan være annerledes på grunn av flere faktorer som ikke er tatt med i denne enkle modellen.

Endret 6. august 2023 av Sindre Rudshaug
Nye opplysninger

[Sindre Rudshaug]

Hårek skrev (46 minutter siden):

Effektbehov vil variere med temperatur i omgivelser, da er det naturlig å bruke en termostat. Søk på 'termostat frostsikring'
Clas Ohlson - har ikke ekstern sensor.
Fruugo, Wish - har ekstern sensor. Kvalitet?

God ide. Så får den bare strøm når den faller under feks 5 grader. Genialt:-)

[uname -i]

Jeg får et varmetap på ~1 W/K. Med 20 graders temperaturforskjell(-15C ute og 5C i jorda) så blir det 20 Watt. Det gjelder om det er helt tett overalt så i praksis vil det bli litt høyere med en åpning rundt røttene.

Jeg vet ikke om jeg ville brydd meg om å regulere dette. Hvis du slår på når det er kuldegrader så vil det i verste fall bli litt over 15 grader i jorda. Har langt fra grønne fingre så kan hende at planten blir helt forvirret og dør av slik sydenstemning.

Merk at varmekapasiteten til jord er ganske så høy så det vil ta lang lang tid før utetemperatur gir noen særlig endring. Med en temperaturforskjell på 20 grader så vil temperaturen senkes med noe rundt en halv grad i timen om man ikke tilfører varme. 

 

Endret 6. august 2023 av uname -i